Minden kültéri szerkezetnek képesnek kell lennie ellenállni a szél erejének, ezért a szélterhelés kiszámításához elengedhetetlen, ha épületeket tervez. A számítások azonban összetettebbek lesznek, ha több tényezőt veszünk figyelembe. Ez azt jelenti, hogy a legpontosabb szélterhelés kiszámításához gyakran jobb egy olyan online számológépet használni (lásd: Források), amely minden lényeges tényezőt figyelembe vesz, elegendő bemeneti adat mellett.
Ha azonban csak egy alapötletet keres, hogyan lehet kiszámítani a szélterhelést a szélsebességből, akkor gyorsan elvégezheti a számítást a ballpark becsléséhez.
Mi a szélterhelés?
A szélterhelés a szél által a felületen kifejtett erő mértéke, amely kifejezhető a teljes felületre ható erő vagy nyomás (ami egyszerűen egységnyi területre vonatkoztatott erő). Ezért az SI szélterhelési egység Newton vagy Pascals. Valójában háromféle erőt különböztet meg a szél egy átlagos szerkezeten: emelési terhelés, nyíróterhelés és oldalirányú terhelés.
A felemelő terhelés
a tetőn a körülötte lévő levegő áthaladásával kifejtett emelőhatás (analóg a repülőgép szárnyain lévő emelővel). Nyíróterhelés az a vízszintes nyomás, amely megdöntheti az épületet. Végül, oldalirányú terhelés sokkal inkább olyan széles „tolásra” hasonlít, amely elmozdíthat egy struktúrát az alapjáról.E cikk alkalmazásában a hangsúly az oldalirányú terhelésre fog fókuszálni, mivel a többiekre vonatkozó számítások összetettebbek, és sokféle változót kell figyelembe venni.
Szélsebesség kényszeríteni kalkulátor
A szélterhelés megkeresésének legegyszerűbb képlete a szélsebességgel határozza meg az általa kifejtett erő nagyságát. A következő képletre van szüksége:
Itt, ρ a levegő sűrűsége (amely a magasságtól és a hőmérséklettől függően változik, de 1,2 kg / m3 a tengerszint és a 15 Celsius fokos hőmérséklet alapján), v a szél sebessége, és A az a terület, ahol a szél feltámad. Ez az egyenlet tehát a szélsebesség átalakító ereje, de fel lehet osztani a területtel, hogy a szélsebesség alapján a szélterhelést nyomásként kapjuk meg.
Ennek az egyenletnek a használata az a kihívás, hogy megtalálja a helyén lévő sűrűség értékeit, és pontosan meghatározza a szélsebességet, amire számolnia kell (mivel legmagasabb szélsebesség határozza meg, hogy egy szerkezet mekkora szélterhelést képes kibírni). A terület A elég könnyű megtalálni a szabályos alakzatokhoz. Például egy sík téglalap alakú felülethez egyszerűen meg kell szorozni a szélességet a magassággal, hogy megtalálja a területet.
Húzási együtthatók hozzáadása
Ha nem sík felületen kell kiszámítania a szél miatti erőt (vagy nyomást), akkor fontosabb az ellenállás hatásának beépítése. Míg egy lapos lemeznél használhat 1 húzási együtthatót (tehát nincs különbség a fenti képletnél), például egy henger esetében a 0,67 együttható figyelembe veszi a szél csökkentett hatását a motorra felület.
Ezt a tényezőt egyszerűen hozzá kell adni a fenti egyenlet jobb oldalához. A táblázatokban megtalálhatja a leggyakoribb alakzatok és struktúrák standard együttható értékeit.
Egyéb tényezők
Sajnos vannak sok egyéb tényezők, amelyek befolyásolják a szélterhelést egy adott felületen, beleértve a szélsebesség változását a magassággal, a a felület (pl. sima üveg vagy texturált felület) és a környező szerkezetek hatása a valószínű szélsebességre tapasztalt.
A szerkezet pontos kiszámítása ennél bonyolultabb folyamat lesz cikk megjelent, és megbízható megtalálásához sokkal többre lesz szükséged, csak a szél sebességén és a légsűrűségen válasz.